低線量率放射線影響におけるDNA三重鎖切断修復の役割

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380250
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 内海 博司 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (20025646)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 立花 章 京都大学, 放射線生物研究センター, 助教授 (20188262) ; 安平 進士 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (90311729) ; 田野 恵三 京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (00183468)
• Keywords: ニワトリ細胞株 / DNA二重鎖切断 / 相同組換え修復 / 低線量率照射 / 非相同端末結合修復

Research Abstract

これまで低線量率照射とは、線量を多分割照射する極限状態であり、その傷害修復には分割照射回復機構が働いていると推論されてきた。最近、DNA二重鎖切断の修復系には誤りのないHR(相同組換)修復系とG_1/G_0期に働く誤りがちなNHEJ(非相同端末結合)修復系の二種類あること、また申請者らによって、分割照射回復(Radiat, Res.,155 680-686 2001)は、HR修復系であることが明らかにされた。これまでの常識からすれば、低線量率照射は分割照射回復つまり、誤りの無いHR修復系が働くことになるが、それが本当かどうかを確かめるのが、本研究課題「低線量率放射線影響におけるDNA二重鎖切断修復の役割」の目的である。
本研究に、主に4種のニワトリBリンパ細胞株{親株(DT40)、DNA二重鎖切断修復の相同組換(HR)修復系に関与するRad54遺伝子をノックアウトした細胞株、非相同的末端連結(NHEJ)修復系のKu70遺伝子をノックアウトした細胞株と、この両遺伝子をダブルノックアウトした細胞株}を用いた。線源は高線量率照射線源として京都大学原子炉実験所の150kVp X-線発生装置を、また低線量・低線量率照射線源として、京都大学放射線生物研究センターの低線量率照射実験装置を用いた。この4種類のニワトリBリンパ細胞株を用いて、低線量率(1Gy/day)γ線照射の研究を繰り返し行い、どのノックアウト細胞が低線量率で生存率が増加するのか、どのノックアウト細胞では増加しないかなどを高線量率(1Gy/min)照射と比較検討した。約1Gy/dayの低線量率で照射し、細胞数の増加への影響や、細胞死の影響を観察した。結果は、ダブルノックアウト細胞は1Gy/minと1Gy/dayでの生存率曲線が全く同じとなり、電離放射線による細胞死の主因がDSBであることを示唆した。これまでの常識とは異なり、NHEJ修復系の無い細胞では、低線量率照射で生存率の上昇が見られなかった。また、電離放射線のDNA損傷を修復する遺伝子(APEX、ERCCIなど)のノックアウト細胞を作りで、有望な変異細胞株を数種得てそれの解析を行っている。

Research Products

• [Publications] S.Takahashi, H.Sato, Y.Kubota, H.Utsumi, et al.: "Inhibition of DNA-double strand break repair by antimony compounds"Toxicology. 180. 249-256 (2002)
• [Publications] Tachibana A., Sasaki, M.S.: "Characteristics of the end-joining of DNA double strand breads by the ataxia-telangiectasia nuclear extract"Biochemical and Biophysical Research Communications. 297・2. 275-281 (2002)
• [Publications] Takahashi, A., Asakawa, et al.: "Radiation-induced apoptosis in the scid mouse spleen after low dose-rate irradiation"International Journal of Radiation Biology. 78・8. 689-693 (2002)
• [Publications] Sasaki, M.S, Ejima, Y., et al.: "DNA damage response pathway in radioadaptive response"Mutation Research. 504・1. 101-118 (2002)